유공 평판의 응력해석

소개

유한요소 해석 프로그램 중의 하나인 Midas NFX를 이용하여 유공평판의 응력해석을 실시한 파일입니다. 먼저 실시하는 응력해석과 관련한 이론들을 알아보고, 이를 기초로 하여 보다 빠르고 정확하게 유공 평판에 대한 응력해석을 실시할 수 있는 방법에 대해 알아본 자료입니다.

목차

1. 서론

2. Preprocessing
2. 1 관련이론
2. 2 재료
2. 3 모델링
2. 4 Mesh 방법
2. 5 구속조건 및 하중조건

3. Post Processing
3. 1 contour plot
3. 2 결과 값 Table
3. 3 결과 값 Graph

4. 결론

5. 참고문헌

본문내용

1. 서론
여러 구조물이나 기계부품에는 체결, 중량감소 등을 위해 많은 구멍이 존재한다. 재료에 가해지는 하중이 가해질 경우, 이런 구멍 주변에서 최대 법선응력이 평균 법선응력보다 더 크게 되는 응력집중현상이 일어나게 되며 재료의 파괴에 큰 영항을 미친다. 따라서 응력집중이 발생할 수 있는 구조에 대해서는 보강, 불연속을 줄이는 방향으로 이를 완화하는 설계가 필요하다.
또한, 기술의 발전과 더불어 복잡한 형상, 하중상태, 그리고 다양한 물성치를 포함하는 문제해결의 필요성과, 비용절감을 목적으로 구조물의 응력, 변형률 등을 해석하는 program의 중요도는 갈수록 늘어나고 있다. 이번 실습에서는 이런 유공평판에 발생하는 응력집중현상을 유한요소법을 기초로 한 program인 Midas NFX를 이용해 분석한다. 그리고 요소의 종류와 크기변화 등 다양한 방법을 통해 가능한 적은 수의 요소를 이용하면서도 정확도를 높이는 방법에 대해 알아본다.

2. Preprocessing
2. 1 관련이론
1) Saint-Venant의 원리
동일한 재질, 크기의 금속봉의 한쪽 끝단을 고정하고 다른 쪽 끝단에 축 방향으로 힘을 가하는 경우를 가정해 본다. 각각 균일 분포하중과 분포하중의 총 합과 같은 크기의 집중하중을 단면의 중심에 가한 경우 하중이 가해지는 봉의 끝단과 그 부근에서는 봉의 변형률 및 응력분포가 다르다. 반면, 하중작용 영역에서 멀어질 경우 변형모양, 변형률, 응력분포는 같아진다. 이렇게 하중작용점으로부터 부재의 폭보다 큰 거리에 있는 단면에서의 응력분포는 동일해지는 현상을 Saint-venant의 원리라 한다.
즉, 하중작용점으로부터 충분히 떨어져 있는 점에서의 응력과 변형률은, 작용하중의 정역학적 합력에만 의존할 뿐, 하중분포에 의존하지 않는다. 따라서 하중작용점, 지지부, 단면이 갑자기 변화하는 곳 등에서 가까운 곳을 제외한 전체 부재에 대하여 타당성을 갖는다.

참고자료

· Timothy A. Philpot, 전만수 외 7 공역, 고체역학 [제 2판], 도서출판 YHOUNG, 2012. 2. 22
· 김재근, 김재훈, 최영근, 재료시험법, 원창출판사, 2009. 1. 30
· midas NFX 구조해석 용어집 http://nfx.co.kr/techpaper/keyword.asp